Спеціальні електромеханотронні перетворювачі

Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 6.141.06.E.104
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: доцент Біляковський Ігор Євгенович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета вивчення дисципліни - засвоєння методів аналізу спеціальних електромеханотронних перетворювачів (СЕМТП) та вироблення практичних навиків застосування сучасних методик розрахунку їх складових, спеціальних електромеханічних перетворювачів (СЕМП), а саме: спеціальних трансформаторів, асинхронних, синхронних та колекторних машин.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: загальні компетентності: • Здатність спілкуватися іноземною мовою. • Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. • Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми. • Здатність працювати в команді. • Здатність працювати автономно. • Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократично-го) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні. фахові компетентності: • Здатність вирішувати практичні задачі із застосуванням систем автоматизованого проектування і розрахунків (САПР). • Здатність вирішувати практичні задачі із залученням методів математики, фізики та електротехніки. • Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних систем та мереж, електричної частини станцій і підстанцій та техніки високих напруг. • Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами метрології, електричних вимірювань, роботою пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики. • Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами виробництва, передачі та роз-поділення електричної енергії. • Здатність розробляти проекти електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування із дотриманням вимог законодавства, стандартів і технічного завдання. • Здатність виконувати професійні обов’язки із дотриманням вимог правил техніки безпеки, охорони праці, виробничої санітарії та охорони навколишнього середовища. • Усвідомлення необхідності підвищення ефективності електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування. • Усвідомлення необхідності постійно розширювати власні знання про нові технології в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці. • Здатність оперативно вживати ефективні заходи в умовах надзвичайних (аварійних) ситуацій в електроенергетичних та електромеханічних системах. Фахові компетентності професійного спрямування • уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання; • уміння аргументувати вибір методів розв’язування спеціалізованих задач, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення; • уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
Результати навчання: • Знати і розуміти теоретичні основи метрології та електричних вимірювань, принципи роботи пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики, мати навички здійснення відповідних вимірювань і використання зазначених пристроїв для вирішення професійних завдань. • Знати принципи роботи електричних машин, апаратів та автоматизованих електроприводів та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності. • уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання. • уміння проектувати електромехатронні пристрої і перетворювачі з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі, включаючи створення, налагодження, експлуатацію, технічне обслуговування та утилізацію. • уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності. • Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Теоретичні основи електротехніки; • Електричні машини; • Промислова електроніка і перетворювальна техніка; • Електромеханотронні перетворювачі систем автоматики.
Короткий зміст навчальної програми: В навчальній дисципліні розглянуті спеціальні електромеханотронні перетворювачі (СЕМТП) та аналіз їх складових - СЕМП на основі поєднання і узагальнення знань з основ мехатроніки, теоретичної механіки, електротехні-ки і класичного курсу електричних машин. Показані методи математичного опису як окремо взятих електромеханічних перетворювачів так і в складі СЕМТПТ, та способи визначення найважливіших характеристик основних типів СЕМП, у закономірному зв’язку з структурою і конструкцією спеціаль-них електромеханотронних перетворювачів.
Опис: 1. Електронні та електромеханічні компоненти спеціальних електромеханотронних перетворювачів. 1.1. Складові СЕМТП, електронна і електромеханічна, та їх призначення. Механічні та електричні інтерфейси, сенсори та давачі. 1.2. Огляд систем регулювання та стабілізації швидкості обертання СЕМП. Імпульсні регулятори. Класифікація, характеристики. 1.3. Електронний захист від перевантажень та струмо-обмеження. Приклади застосування. 1.4. Системи стабілізації параметрів живлення СЕМПТ. Драйвери, електронні комутатори. 1.5. Електронні перетворювачі AT-DC, DC-DC, DС-АТ. Приклади застосування. 2. Електромеханічні компоненти спеціальних ЕМТП та їх моделі. 2.1. Відмінності мехатронного і традиційного підходів до проектування і виготовлення модулів ЕМТП. Суть мехатронного підходу до проектування СЕМП. 2.2. Недоліки класичної те¬орії ЕМП (електричних машин - ЕМ); багатотипність електро¬меха¬нічних перетворювачів енергії (ЕПМ) та їх класифікація; необхідність узагальнених методів аналізу ЕПМ; їх суть. 2.3. Енергетичні функції, їх похідні та рівняння стану. 2.4. Фізична модель узагальненого ЕМП обертового типу. Узагальнена фізична модель, її ідеалізація. 2.5. МРС та магнітне поле УЕМ. 3. Рівняння стану неявно¬полюсної ЕУЕМ в координат¬ній системі ротора. 3.1. Рівняння неявнопо¬люсної ЕМ у фазних координатах статора і ротора. 3.2. Рівняння УЕМ в єдиній координатній системі статора. 3.3. Рівняння УЕМ в єдиних координатах ротора. 3.4. Рівняння явнополюсної УЕМ у фазних координатах статора і ротора. 4. Рівняння стану явнопо¬люсної ЕУЕМ. 4.1. Рівняння стану явнополю¬сної ЕУЕМ з змішаних фазних координатах статора-ротора, матриця індуктивностей. Лінійні перетворення в УЕМ. 4.2. Дійсні dq-перетворення явнопо¬люс¬ної УЕМ. 4.3. Характерні приклади використання дійсних d , q - перетворень. 4.4. Дійсні х, у-перетворення узагальненої ЕМ. 5. Комплексні перетворення в теорії ЕМ. 5.1. Комплексні перетворення N-m фазної ЕУЕМ методом симетричних складових для миттєвих значень. 5.2. Роль окремих симетричних ск¬ладових в електромеха¬ніч-ному перетворенні енергії.
Методи та критерії оцінювання: • захист РГР, усне опитування (10%); • практичні заняття - усне опитування (20%); • підсумковий контроль (70 %, іспит): письмово-усна форма (70%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Методика розподілу та нарахування балів здобувачам вищої освіти регламентована Положенням про організацію та проведення поточного і семестрового контролю результатів навчання студентів Національного університету «Львівська політехніка». Критерії виставляння балів та оцінок відображають фактичну кількість балів (екзаменаційна оцінка ПК+ЕК або Залікова оцінка), які отримані здобувачем освіти, переводиться в державну оцінку за встановленими критеріями, які показують результати навчання, здобуті уміння тощо.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Андрейко І. І., Біляковський І. Є., Денис Б. Д. Електричні мікромашини: У 2 т. — Т. 1: Електричні мікромашини постійного струму та мікротрансформатори. Навч. Посібник.-Львів, НУ «ЛП», 2007. 2. Брускин Д.Е., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. М.:”Высшая школа”, 1990. 3. Штелтинг Г., Байссе А. Электрические микромашины.: Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат. 1991 - 229 с. 4. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат. 1989 - 224 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).